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Vérins électriques

Le mouvement en votre pouvoir

Dans le paysage industriel actuel, la technologie d’entraînement électrique joue un rôle crucial dans de nombreux processus de fabrication et logistiques. C'est pourquoi SMC propose une gamme complète de vérins électriques hautement adaptables, parfaits pour divers mouvements et applications. Qu'il s'agisse de mouvement linéaire, de rotation, de préhension ou d'arrêt, nos vérins et variateurs électriques répondent à toutes vos exigences avec précision et polyvalence. Imaginez un monde où chaque mouvement est amélioré par des solutions électriques. Êtes-vous curieux de découvrir une solution électrique sur mesure conçue juste pour vous ? Les actionneurs électriques de pointe de SMC sont synonymes de flexibilité : ils ne se contentent pas de fonctionner, mais se transforment également pour répondre à vos besoins spécifiques. Profitez de l’adaptabilité de nos solutions électriques qui vous donnent le contrôle et où le système s’adapte à vos instructions spécifiques.

Souhaitez-vous avoir une solution électrique qui s'adapte à votre besoin ?

Les actionneurs électriques sont par définition, une solution flexible. C'est précisément cette capacité d'adaptation qui est présente dans notre gamme de solutions électriques. Vous décidez, vous choisissez, mais vous ne vous adaptez pas. Ils s'adaptent à votre application.

Définition d’un vérin électrique

Un vérin électrique est un dispositif utilisé pour convertir l'énergie électrique en mouvement mécanique linéaire ou rotatif. Il peut ainsi tirer, lever, pousser, baisser, tourner ou positionner une charge. 
Grâce à un moteur électrique qui entraîne un système de vis sans fin et écrou ou un système poulies et courroie, cela permet ainsi de transformer le mouvement rotatif du moteur en mouvement linéaire. 

Composition d’un vérin électrique

La composition d'un vérin électrique comprend plusieurs composants clés qui travaillent ensemble pour convertir l'énergie électrique en mouvement mécanique linéaire :

  • Moteur électrique : C'est le cœur du vérin. Il génère un mouvement rotatif à partir de l'énergie électrique. Le type de moteur peut varier (moteur à courant continu, moteur pas à pas, etc.) selon l'application.
  • Vis sans fin et écrou ou poulies et courroie : Ce système convertit le mouvement rotatif du moteur en mouvement linéaire. La vis sans fin est entraînée par le moteur et l'écrou se déplace le long de la vis, ce qui entraîne le déplacement linéaire. Pour un système à poulies et courroie, le moteur entraîne la poulie moteur et la courroie se déplace créant ainsi un mouvement linéaire. 
  • Corps tubulaire ou profilé : Il guide et soutient le mouvement linéaire du vérin sans tige.
  • Tige ou piston : Connecté à l'écrou, il se déplace en avant et en arrière dans le tube pour créer le mouvement linéaire.
  • Chariot : propre au vérin sans tige il est entraîné par l’écrou de vis à billes ou l’accouplement mécanique de la courroie et possède un mouvement linaire. 
  • Capteurs de position : Ils sont souvent utilisés pour surveiller et contrôler la position exacte du vérin.
  • Contrôleur électronique : Ce composant contrôle le moteur, régulant la vitesse, l'accélération, la position, et la force du vérin électrique. Il peut être programmé pour des tâches spécifiques.
  • Alimentation électrique : Fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement du moteur.
  • Engrenages : Dans certains modèles, des engrenages sont utilisés pour augmenter le couple du moteur ou ajuster la vitesse de déplacement de la tige.
  • Système de fin de course : Pour éviter un déplacement excessif, des capteurs de fin de course sont souvent inclus pour indiquer au vérin de s'arrêter à un point spécifique.
  • Boîtier de protection : Un boîtier externe protège les composants internes des éléments extérieurs et de la contamination.

Ces composants peuvent varier en fonction de la conception spécifique et des exigences de l'application du vérin électrique.

Avantages du vérin électrique

Les vérins électriques sont souvent utilisés dans des applications où il est nécessaire de contrôler avec précision le mouvement, la position, la vitesse ou la force. Ils sont préférés aux vérins hydrauliques ou pneumatiques dans les environnements où les fuites d'huile ou d'air peuvent poser problème, ou là où une alimentation électrique est plus facilement disponible.

Ces vérins sont couramment utilisés dans l'automatisation industrielle, les systèmes de manutention, les équipements médicaux, et dans de nombreuses autres applications où de multiples points de positions doivent être atteint lorsqu'un contrôle précis du mouvement est essentiel. Ils offrent plusieurs avantages, tels que la facilité de contrôle et de programmation, une haute précision, et une maintenance généralement moins lourde comparée aux systèmes hydrauliques ou pneumatiques.

Les vérins électriques SMC

Notre gamme de solutions électriques comprend des vérins sans batterie avec encodeurs absolus, éliminant le besoin d'entretien régulier et garantissant un fonctionnement de précision continu. Nos vérins sans moteur présentent une conception simplifiée et efficace, parfaite pour les situations où les économies d'espace et d'énergie sont cruciales. Associées à des contrôleurs compatibles STO pour une couche de sécurité supplémentaire, nos solutions vont au-delà de l'adaptabilité : elles sont intelligemment conçues pour l'avenir. 

La grande variété de vérins et de contrôleurs et leur grande flexibilité, nous permettent d'affirmer, sans aucun doute, qu'avec les solutions de vérins électriques de SMC, vous pouvez :

  • Effectuer tout mouvement, n'importe où, comme vous le souhaitez - Un monde de mouvement à votre disposition
  • Contrôlez-le comme vous le souhaitez – E/S numériques, IO-Link et protocoles de communication tels que PROFINET, EtherCAT® et EtherNet/IP™
  • Améliorez la sécurité de votre machine - Sous-fonction Safe Torque Off avec certifications SIL 3, SIL CL et PL e
  • Rendre votre usine plus intelligente - Les solutions électriques SMC sont adaptées à l'industrie 4.0

Découvrez comment SMC met le mouvement en votre pouvoir

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Comment fonctionne un vérin électrique ?

Un vérin électrique fonctionne en convertissant l'énergie électrique en mouvement mécanique linéaire, et son fonctionnement implique plusieurs composants et étapes :

  • Alimentation électrique : Tout commence par l'alimentation électrique du moteur. Le vérin est connecté à une source d'énergie électrique qui alimente le moteur.
  • Actionnement du moteur : Lorsque le vérin est activé, le moteur électrique commence à tourner. Ce moteur peut être de différents types, tels qu'un moteur à courant continu, un moteur pas à pas, ou un servo-moteur, en fonction des besoins spécifiques de l'application.
  • Conversion du mouvement rotatif en mouvement linéaire : Le mouvement rotatif du moteur est converti en mouvement linéaire. Cela est généralement accompli à l'aide d'un mécanisme de vis sans fin (ou vis à bille) et d'un écrou ou bien d’un systèmes avec poulies et courroie synchrone. 
  • Transmission du mouvement à la tige : Le mouvement linéaire de l'écrou est transmis à la tige ou au piston du vérin. La tige se déplace alors en avant ou en arrière dans le cylindre du vérin. Pour un système avec poulie et courroie, le mouvement rotatif de la poulie moteur est transmis à la courroie d’entrainement qui elle-même est mécaniquement accouplée à un chariot effectuant le mouvement linéaire.
  • Contrôle et régulation : Le mouvement de la tige ou du chariot peut être contrôlé en termes de vitesse, de position, et de force. Ceci est souvent réalisé à l'aide d'un contrôleur électronique qui reçoit des signaux de capteurs de position et ajuste le fonctionnement du moteur en conséquence.
  • Capteurs de fin de course : Certains vérins électriques sont équipés de capteurs de fin de course pour limiter le mouvement de la tige à une certaine plage. Ces capteurs aident à prévenir les dommages dus à un déplacement excessif.
  • Réaction à la charge : La vérin réagit aux charges appliquées en se déplaçant de manière à équilibrer la force. La capacité du vérin à maintenir une force ou une position stable sous différentes charges dépend de sa conception et de son contrôle.

En résumé, un vérin électrique utilise un moteur électrique pour générer un mouvement rotatif, qui est ensuite converti en mouvement linéaire par un mécanisme de vis ou poulies et courroie. Ce mouvement est contrôlé et régulé pour réaliser des tâches précises dans des applications variées.

Calcul de force d’un vérin electrique

Le calcul de la force d'un vérin électrique dépend de plusieurs facteurs, notamment la conception du vérin et les caractéristiques du moteur. Voici une méthode pour estimer la force développée par un vérin électrique :

  • Déterminer le couple du moteur (T) : Le couple du moteur est souvent spécifié dans la documentation technique du vérin. Il est généralement donné en Newton-mètre (Nm).
  • Calculer le couple à la vis sans fin (Tvis) : Si le système comporte un jeu d'engrenages, le couple à la vis sera différent du couple du moteur. Il est calculé en multipliant le couple du moteur par le rapport de transmission des engrenages. S‘il n'y a pas de transmission par engrenages, Tvis est égal à T.
    Tvis=T×Rapportdetransmission
  • Déterminer le pas de la vis (P) : Le pas est la distance parcourue par l'écrou pour un tour complet de la vis. Il est généralement donné en millimètres par tour.
  • Calculer la force développée par le vérin (F) : La force est obtenue en divisant le couple à la vis par le rayon de la vis (rayon = diamètre /2) et en ajustant selon le pas de la vis.
    F=Tvis/((Diamètre de la vis)⁄2) )×2π/P
  • Ici, 2π/P  est le facteur de conversion du mouvement rotatif en mouvement linéaire.

Il est important de noter que cette formule fournit une estimation de la force maximale théorique. Dans la pratique, d'autres facteurs tels que le rendement du vérin, les frottements internes et les conditions de charge peuvent affecter la force réelle disponible. Il est toujours recommandé de consulter la documentation technique du fabricant pour des informations précises sur les performances du vérin.

Comment choisir des vérins électriques et des contrôleurs ?

Plusieurs critères, à la fois mécaniques et électroniques, doivent être pris en compte lors de la sélection des vérins électriques et des contrôleurs.

1. Données de l'application :

  • Charge de travail
  • Disposition de la charge par rapport à l'actionneur
  • Orientation de l'application : horizontale, verticale ou murale
  • Durée de cycle : il permet de calculer la vitesse et l'accélération

Par ailleurs, d'autres exigences telles que l'environnement d'installation (poussière, résistance à l'eau, environnement de production des batteries rechargeables, etc.) doivent être prises en compte.

2. Choix de la mécanique :

Système de transmission mécanique

Le choix du système mécanique détermine la précision et le dynamisme du système. Il existe deux types de systèmes de transmission mécaniques :

  • Par vis à billes : ce sont des systèmes plus précis qui ne demandent pas d'entretien. Cependant, ils ne sont pas adaptés aux longues courses.
  • Par courroie : le système de transmission par courroie convient pour des courses plus longues, mais sa force de poussée est plus faible.

Type de guidage

Ce critère est particulièrement important, car le système de guidage définit la durée de vie et la solidité du vérin électrique. Il existe différents types de guidage, parmi lesquels :

  • Guidage linéaire
  • Système à double guidage
  • Guidage auxiliaire pour le renforcement du système

3. Choix du moteur :

Type de moteur

Le choix du moteur, pas à pas ou servomoteur, va déterminer le dynamisme du système.

  • Moteurs pas à pas : les moteurs pas à pas industriels offrent une solution rentable, une répétabilité élevée et un meilleur couple à faible vitesse de rotation, ce qui les rend adaptés aux applications de transfert et de pick&place.
  • Servomoteurs : les servomoteurs industriels ont une puissance et une dynamique élevées, ce qui les rend adaptés aux applications nécessitant des mouvements coordonnés.

Type de codeur intégré au moteur

Il est important de choisir l'encodeur adéquat, car il fournit des informations réelles et immédiates sur ce qui se passe dans le vérin électrique. Il existe trois grands types d'encodeurs:

  • Codeur incrémental
  • Codeur absolu
  • Codeur absolu sans batterie

4. Type de contrôle :

En plus du vérin, il faut sélectionner le contrôleur qui s'adapte le mieux aux besoins de l'application. Il existe trois grands groupes de contrôleurs :

  • Contrôleur à données de positionnement
  • Contrôleur à entrées impulsionnelles
  • Contrôleur à protocole de communication

Tous ces types de contrôleurs peuvent être pour le contrôle d‘un axe unique ou le contrôle simultané de plusieurs axes.

Vérins électriques : exemples d‘applications

Il existe de nombreux modèles d'actionneurs ou de vérins électriques aux caractéristiques très différentes, car ils sont utilisés dans des secteurs industriels très variés. Les applications les plus courantes des vérins électriques sont les suivantes :

  • Insertion de pièces à usiner ou assembler
  • Pick&Place
  • Applications de positionnement

En général, les vérins électriques conviennent aux applications nécessitant un contrôle précis du mouvement. Sélectionnez facilement vos vérins grâce à notre logiciel de sélection de vérins électriques. Avez-vous besoin de conseils pour choisir ? Consultez nos spécialistes.

Visitez notre catalogue pour retrouver toutes les caractéristiques de nos vérins électriques et commander en ligne les produits de votre choix.  

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